Ermittlung der Durchstanzlast an Wandenden und Wandecken in RF-STANZ Pro

Fachbeitrag

Mit dem Zusatzmodul RF-STANZ Pro können auch Durchstanznachweis an Wandenden und Wandecken für Decken und Fundamentplatten (Bodenplatten) durchgeführt werden.

Bei der Auswahl eines Knotenlagers oder eines Stützenanschlusses an eine Stahlbetondecke kann die Durchstanzlast direkt aus der Lagerkraft beziehungsweise aus den Schnittgrößen der Stütze abgeleitet werden. Wird für den Nachweis allerdings ein Knoten an einer Wandecke oder einem Wandende ausgewählt, kann die Durchstanzlast nicht direkt aus der Lagerkraft beziehungsweise den Flächenschnittgrößen in den angeschlossenen Wänden ermittelt werden.

Bild 01 - aufzunehmende Querkraft an Wandende und Wandecke

Ermittlung der Durchstanzlast an einem Wandende

Grundsätzlich ist festzuhalten, dass die Durchstanzlast nicht aus einer Lagerkraft oder den Flächenschnittgrößen der anschließenden Wände ermittelt wird, sondern aus den Flächenschnittgrößen der Platte, für welche der Durchstanznachweis geführt werden soll. Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, dass der Einfluss von singulären Ergebnissen direkt am Knoten weitestgehend vermieden werden kann. Des Weiteren kann durch diese Art der Lastermittlung auch das Durchstanzen für eine reine Linienlast (reine Last aus anschließender Wandscheibe) berücksichtigt werden.

Bild 02 - Wand durch Linienlast ersetzt

RF-STANZ Pro generiert bereits beim Auswählen eines Durchstanzpunktes einen kritischen Rundschnitt im Abstand von 2,0 d entsprechend [1] Abschnitt 6.4.2.

Für die Ermittlung der Durchstanzlast wird modulintern ein Schnitt angelegt, um die Flächenschnittgrößen aus RFEM im kritischen Rundschnitt abgreifen zu können. Für die Ermittlung der Durchstanzlast wird die Flächenschnittgröße vmax,b aus RFEM betrachtet. Die Definition der Flächenschnittgröße vmax,b ist in [2] Kapitel 8.16 Flächen - Hauptschnittgrößen beschrieben.

Als Standardeinstellung für die Ermittlung der Durchstanzlast an Wandenden und Wandecken ist in RF-STANZ Pro der "nicht-geglättete Verlauf der Schubkraft über die Länge des kritischen Rundschnitts" voreingestellt. Dies bedeutet, dass für die Ermittlung der einwirkenden Querkraft der Maximalwert entlang des kritischen Rundschnitts angesetzt wird.

Bild 03 - Querkraft im kritischen Rundschnitt

Die einwirkende Querkraft VEd ergibt sich zu:
VEd = Länge des kritischen Rundschnitts ∙ max. Querkraft entlang des kritischen Rundschnitts
VEd = u1 ∙ vmax,b
VEd = 2,289 m ∙ 156,11 kN/m = 357,34 kN

Bild 04 - ermittelte Querkraft VEd

Überprüfung der ermittelten Durchstanzlast

Die im Modul ermittelte Durchstanzlast VEd lässt sich überprüfen, indem im kritischen Rundschnitt eine Linie angelegt wird, an welcher ein neuer Schnitt definiert werden kann. Dadurch kann der Verlauf der Schubkraft entlang des kritischen Rundschnitts im RFEM-Grafikfenster beziehungsweise im Ergebnisverlauf des Schnittes visualisiert und ausgewertet werden.

In der folgenden Grafiken wird der Ergebnisverlauf der in RFEM ermittelten Querkraft vmax,b dargestellt. Mit dem Ergebnisverlauf lässt sich die in RF-STANZ Pro ermittelte einwirkende Querkraft VEd nachvollziehen.

Bild 05 - Ergebnisverlauf im Schnitt: Hauptschnittgröße vmax,b

Wie zuvor angesprochen, wird in RF-STANZ Pro standardmäßig der nicht geglättete Verlauf der Schubkräfte entlang des kritischen Rundschnitts für die Ermittlung der Durchstanzlast angesetzt. Da bei dieser Betrachtung bereits der Maximalwert der Schubkraft entlang des kritischen Rundschnitts angesetzt wird, wird der Lasterhöhungsfaktor ß für die weitere Nachweisführung zu 1,00 gesetzt.

Berücksichtigung des Lasterhöhungsfaktors ß

Alternativ steht in RF-STANZ Pro auch die Option "geglätteter Schubkraftverlauf entlang des kritischen Rundschnitts" für die Ermittlung der einwirkenden Querkraft VEd zur Auswahl. Die einwirkende Querkraft wird hierbei mit der "geglätteten" Querkraft vmax,b,average ermittelt.

In diesem Fall wird bei der weiteren Nachweisführung der Lasterhöhungsfaktor ß berücksichtigt. Hierbei steht entweder die Ermittlung des Lasterhöhungsfaktors über die vollplastische Schubspannungsverteilung nach 6.4.3 (3) oder über die konstanten Faktoren gemäß 6.4.3 (6) zur Auswahl. Neben den angesprochenen Möglichkeiten zur Ermittlung des Lasterhöhungsfaktor ß steht in RF-STANZ Pro alternativ auch die benutzerdefinierte Vorgabe eines Lasterhöhungsfaktors zur Verfügung.

Literatur

[1] Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; EN 1992-1-1:2011-01
[2] Handbuch RFEM 5. Tiefenbach: Dlubal Software, Februar 2016. Download...

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